复合石墨烯/硅半球的宽带太赫兹超材料吸收器 被引量：1

1

作者 孟宪睿 张铭 +3 位作者 席宇鹏 王如志 王长昊 王波 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2022年第6期281-287,共7页

提出了一种性能可调的宽带、极化与入射角不敏感的超材料太赫兹吸收器,该吸收器自上而下分为四层结构,分别是:硅半椭球/半球体复合结构、连续石墨烯层、PDMS介质层和金属背板。通过在TE波垂直入射条件下仿真,在已知结果基础上,对不同石... 提出了一种性能可调的宽带、极化与入射角不敏感的超材料太赫兹吸收器,该吸收器自上而下分为四层结构,分别是:硅半椭球/半球体复合结构、连续石墨烯层、PDMS介质层和金属背板。通过在TE波垂直入射条件下仿真,在已知结果基础上,对不同石墨烯化学势和不同结构条件下的电场结果分析表明,在硅半椭球/半球体亚波长复合结构所形成的连续、多模法布里-珀罗共振,以及由石墨烯所激发的多个离散的等离子体共振的协同作用下,其吸收光谱得到平滑和扩展,使该结构可实现吸收率宽范围可调,以及接近100%吸收率的宽频带吸收特性。特别的,当石墨烯化学势分别为0.2与0.9 eV时,其分别可获得约5.7 THz与7 THz的宽带太赫兹波吸收(吸收率超过90%),且其最大吸收率接近完美吸收(约99.8%)。此外,该结构还具有360°极化不敏感和高于60°的入射角不敏感等优异特性,在以上角度范围内,吸收器吸收率仍可保持到90%以上。在太赫兹波探测、光谱成像以及隐身技术等方面具有潜在的应用前景。 展开更多

关键词 太赫兹 硅半球层 化学势 宽带

在线阅读 下载PDF 职称材料

电推进系统空心阴极发射体材料的研究与开发进展

2

作者 王守用 张忻 +3 位作者 刘楠 康小录 乔彩霞 张岩 《真空科学与技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第12期993-1002,共10页

空心阴极作为电推力器的核心部件,其发射体材料的研究与开发一直是电推进领域研究的热点。从目前空心阴极的应用化角度来看,BaO-W阴极由于其发射电流密高、服役寿命长等特性,已经在电推力器中得到广泛应用并展示了出色的工作性能。LaB_... 空心阴极作为电推力器的核心部件,其发射体材料的研究与开发一直是电推进领域研究的热点。从目前空心阴极的应用化角度来看,BaO-W阴极由于其发射电流密高、服役寿命长等特性,已经在电推力器中得到广泛应用并展示了出色的工作性能。LaB_(6)阴极由于其优异的热电子发射特性和高稳定性,它的研究与应用进一步推动电推进技术的发展。C12A7电子化合物阴极显示出出色的热电子发射性能同时其还具有较低的功函数,使其在电推进领域的应用极具潜力。未来,进一步研究和开发工作将有助于其在航天、卫星和深空探测等更广泛领域的应用。综上所述,BaO-W阴极,LaB_(6)阴极再到极具应用潜力的C12A7电子化合物阴极,发射体的热电子发射性能、工质中的放电行为及工作寿命等服役特性是决定空心阴极工作性能的关键因素。因此,文章总结了国内外发射体材料的研究现状及开发进展,并对其未来的发展前景进行了展望。 展开更多

关键词 电推进 空心阴极 发射体 钡钨 六硼化镧 C12A7电子化合物

在线阅读 下载PDF 职称材料

钢渣胶凝活性与体积稳定性优化研究现状 被引量：15

3

作者 王剑锋 常磊 +4 位作者 王艳 刘辉 岳德钰 崔素萍 兰明章 《材料导报》 CSCD 北大核心 2023年第11期115-123,共9页

随着粗钢产量的逐年递增,我国钢渣累积存放量也不断上升,将钢渣用作辅助胶凝材料是提高钢渣综合利用率、降低水泥混凝土行业碳排放的有效措施。然而,钢渣存在的胶凝组分含量少且活性低、膨胀组分含量较高等问题限制了其在水泥和混凝土... 随着粗钢产量的逐年递增,我国钢渣累积存放量也不断上升,将钢渣用作辅助胶凝材料是提高钢渣综合利用率、降低水泥混凝土行业碳排放的有效措施。然而,钢渣存在的胶凝组分含量少且活性低、膨胀组分含量较高等问题限制了其在水泥和混凝土中的应用。目前,用于改善钢渣胶凝活性与体积稳定性的方法主要有机械粉磨、高温活化、碱活化、酸活化、有机物活化及碳化活化等。机械粉磨主要通过物理方式破坏钢渣晶体结构、减小颗粒粒径,但其能耗较高且仅对早期强度有利。高温活化主要包括高温养护和高温调质/重构:高温养护通过改变钢渣水化所处的外界环境促进水化,但较高温度会使钙矾石分解并引入孔洞;高温调质/重构工艺直接改变了钢渣的矿物组成,但存在能耗高和匀质性差的问题。碱活化可以促进离子溶出并消耗氢氧化钙,但存在碱骨料反应和泛碱等问题。酸活化也可以促进离子溶出,增大钢渣比表面积,但过量酸会消耗钢渣中活性组分。有机物活化中,醇胺可以通过络合作用促进离子溶出,但不同分子结构的醇胺作用机理仍不明确。碳化活化通过钙镁矿物与CO_(2)反应形成碳酸盐填充孔隙,但CO_(2)向试块内部的扩散阻力使内外碳化程度不均匀。通过钢渣的来源和组成,分析钢渣活性低和体积稳定性差的原因,归纳目前常见的改善钢渣胶凝活性和体积稳定性的方法,指出各方法目前面临的困境并作出展望,以期为钢渣性能的进一步优化和在水泥混凝土工业中的进一步应用提供参考。 展开更多

关键词 钢渣 组成 胶凝活性 体积稳定性 有机活化

在线阅读 下载PDF 职称材料

三乙醇胺对液体无碱速凝剂“促-抑”水泥早期水化的调控机理研究 被引量：6

4

作者 刘晓 谢辉 +4 位作者 罗奇峰 王子明 崔素萍 郭金波 张冠华 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第9期121-126,共6页

三乙醇胺(TEA)作为水泥混凝土中常用的早强组分,对早期强度发展有显著的促进作用。近年来随着喷射混凝土和液体无碱速凝剂的快速发展,三乙醇胺以其优良的早强特性逐渐得到广泛应用。然而,不同条件下由三乙醇胺制备的速凝剂性能不尽相同... 三乙醇胺(TEA)作为水泥混凝土中常用的早强组分,对早期强度发展有显著的促进作用。近年来随着喷射混凝土和液体无碱速凝剂的快速发展,三乙醇胺以其优良的早强特性逐渐得到广泛应用。然而,不同条件下由三乙醇胺制备的速凝剂性能不尽相同,甚至截然相反,其对水泥早期水化的影响规律及作用机理亟待明确。本工作制备了不同TEA比例的液体无碱速凝剂,从凝结时间、早期强度、水化放热行为、水化物相、热分析等方面详细研究了液体无碱速凝剂中TEA对水泥早期水化的影响规律。结果表明,当TEA占液体无碱速凝剂质量的0.25%时,凝结时间最短,初凝109 s,终凝324 s,1 d强度最高,达到12.32 MPa,满足喷射混凝土用速凝剂的国标要求。TEA在低掺量时能够加速液体无碱速凝剂对水泥早期水化的促进作用,而TEA在高掺量下会对水泥早期水化有明显的削弱和抑制。此外,通过电导率、核磁氢谱等手段研究了TEA与铝相的络合机制,揭示了TEA对液体无碱速凝剂“促-抑”水泥早期水化的调控机理:(1)低TEA掺量时,TEA络合偏铝酸根离子,参与加速C_(3)A的早期水化;(2)高TEA掺量时,会生成大量钙矾石和TEA-Ca络合物,覆盖在C_(3)A表面抑制水化。本工作系统探究了不同TEA掺量的液体无碱速凝剂对水泥早期水化的影响规律和调控机理,为开发高性能液体无碱速凝剂提供了重要的研究基础和科学指导。 展开更多

关键词 速凝剂 三乙醇胺 凝结时间 早期强度 水化

在线阅读 下载PDF 职称材料

典型合金循环利用研究进展及挑战 被引量：8

5

作者 王曼 席晓丽 +1 位作者 王亚楠 唐康尧 《化工进展》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第10期5270-5280,共11页

作为关键基础材料,高性能合金在高端装备制造、新能源等战略性新兴产业中发挥着至关重要的作用。随着我国战略性新兴产业的发展壮大,对合金材料的需求将大幅增加。合金材料的制备需要消耗大量金属矿产资源,特别是涉及多种稀缺金属。与... 作为关键基础材料,高性能合金在高端装备制造、新能源等战略性新兴产业中发挥着至关重要的作用。随着我国战略性新兴产业的发展壮大,对合金材料的需求将大幅增加。合金材料的制备需要消耗大量金属矿产资源,特别是涉及多种稀缺金属。与此同时,废旧合金的社会累积量逐年增加,影响生态环境。因此,如何协调资源、发展和环境之间的关系成为国际研究热点,发展循环经济被认为是实现可持续发展的重要出路。硬质合金、轻质合金和高温合金在国民经济和国防领域具有广泛且重要的应用,本文以碳化钨硬质合金、轻质铝合金和高温镍基合金三类典型合金为研究对象,系统分析了其资源储备、废料特点和回收再利用现状,并对典型合金循环利用未来发展方向进行了展望。 展开更多

关键词 资源循环 稀缺金属 硬质合金 铝合金 镍基合金

在线阅读 下载PDF 职称材料

铝离子电池研究进展 被引量：8

6

作者 尉海军 何世满 《北京工业大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2020年第6期680-697,共18页

铝元素在地壳中的储量丰富,来源广泛,并且金属铝的安全性高,在离子电池领域中具有广阔的应用前景.尽管铝金属在离子电池中具有如此诱人的优势,但铝离子电池的能量密度、稳定性以及所使用的电解液安全性和成本依然制约其发展.对铝离子电... 铝元素在地壳中的储量丰富,来源广泛,并且金属铝的安全性高,在离子电池领域中具有广阔的应用前景.尽管铝金属在离子电池中具有如此诱人的优势,但铝离子电池的能量密度、稳定性以及所使用的电解液安全性和成本依然制约其发展.对铝离子电池的最新工作进行梳理、分析和总结,并进一步探讨其作为新型储能体系的机遇和挑战.主要从正极材料、电解液及铝金属负极3个方面对近期的铝离子电池相关工作进行了总结,为开展高能量密度、高稳定性铝离子电池的研究奠定基础. 展开更多

关键词 铝离子电池 储能器件 正极材料 电解液 铝负极 电化学

在线阅读 下载PDF 职称材料

ECR辐照装置中的离子束流分布模拟

7

作者 王波 张根 +2 位作者 张文杰 祁超 严辉 《北京工业大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2022年第12期1272-1279,共8页

面向等离子体材料作为聚变等离子体和核反应堆结构之间的主要界面,遭受恶劣的辐照条件,为了提升对面向等离子体材料的改进研究,实验室模拟聚变环境装置.基于已搭建完成的用于研究聚变反应堆中等离子体-材料相互作用的电子回旋共振(elect... 面向等离子体材料作为聚变等离子体和核反应堆结构之间的主要界面,遭受恶劣的辐照条件,为了提升对面向等离子体材料的改进研究,实验室模拟聚变环境装置.基于已搭建完成的用于研究聚变反应堆中等离子体-材料相互作用的电子回旋共振(electron cyclotron resonance,ECR)直线等离子体装置,使用有限元方法计算模拟了腔室内励磁线圈与永磁体叠加磁场的分布情况以及在此背景磁场下带电粒子在磁场中的运动轨迹.结果表明:磁场模拟结果与实验数据较为符合,共振面位置随线圈电流的增大而远离微波窗口.带电粒子轨迹模拟结果与实验中近似梨形等离子体束的分布一致,且到达样品台的束流密度随着励磁线圈电流的增大而增大.该研究可为ECR直线等离子体装置的进一步优化提供参考. 展开更多

关键词 电子回旋共振(ECR) 磁场 微波 离子 束流密度 等离子体

在线阅读 下载PDF 职称材料

叶轮零件磨粒流抛光机理与数值模拟的研究 被引量：4

8

作者 索文华 王毅 +4 位作者 闻家成 梁翔宇 刘壮壮 王善飞 索红莉 《表面技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第3期287-298,共12页

目的解决增材制造TC4钛合金(Ti6Al4V)叶轮零件表面粗糙度过大的问题。方法采用磨粒流抛光技术对增材制造TC4钛合金叶轮零件进行抛光,研究磨粒粒径、工作压力与抛光时间等因素对叶轮零件表面粗糙度和形貌的影响规律。同时利用Fluent软件... 目的解决增材制造TC4钛合金(Ti6Al4V)叶轮零件表面粗糙度过大的问题。方法采用磨粒流抛光技术对增材制造TC4钛合金叶轮零件进行抛光,研究磨粒粒径、工作压力与抛光时间等因素对叶轮零件表面粗糙度和形貌的影响规律。同时利用Fluent软件对磨粒流抛光过程进行仿真,建立三维叶轮模型,以实际加工条件为仿真参数,探究磨粒对近壁面静压、动压、湍动能、湍流强度的作用机理。结果当磨粒流抛光的磨粒粒径为0.425 mm、加工压力为9 MPa、抛光时间为20 min时,获得了表面粗糙度Ra<2.5μm的增材制造叶轮零件。磨粒流抛光后表面摩擦系数从0.4281降低为0.3853,磨损机制由粘着磨损和剥落磨损变为磨粒磨损。仿真结果表明,随着磨粒流体自上而下运动,叶片间距逐渐增大,叶轮表面所受动压、湍流强度及湍动能逐渐减弱,因与约束装置的作用,底部的动压、湍流强度和湍动能又增大,因此叶轮叶片上端抛光较好,中间部位抛光效果一般,下端抛光效果也较明显。结论磨粒流抛光过程中,试样表面因塑性变形产生了加工硬化,晶粒得以细化,从而有效提高了其耐磨性能。通过数值模拟与试验分析验证了复杂曲面磨粒流抛光技术的有效性,为磨粒流抛光技术提供理论基础。 展开更多

关键词 增材制造 TC4钛合金 磨粒流抛光 表面粗糙度 摩擦系数 数值模拟

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于第一性原理计算的纳米氧化钨研究进展 被引量：2

9

作者 赵林艳 刘阳思 +2 位作者 席晓丽 马立文 聂祚仁 《无机材料学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2021年第11期1125-1136,共12页

纳米氧化钨作为一种具有独特物理化学性质的半导体功能材料,已被广泛应用于环境、能源、生命科学、信息技术等领域。本文基于第一性原理计算在纳米氧化钨中的应用进展,概述了量子力学基础上的第一性原理及密度泛函理论的发展历程及基本... 纳米氧化钨作为一种具有独特物理化学性质的半导体功能材料,已被广泛应用于环境、能源、生命科学、信息技术等领域。本文基于第一性原理计算在纳米氧化钨中的应用进展,概述了量子力学基础上的第一性原理及密度泛函理论的发展历程及基本理论,介绍了该领域常用的MS(Materials studio)、VASP(Vienna ab initio simulation package)等模拟计算软件,并分类阐述了第一性原理计算对氧化钨的微观电子结构、物质相互作用、分子热动力学等方面的研究成果。最后提出了第一性原理计算在纳米氧化钨这类半导体材料研究中存在的问题及未来发展趋势。 展开更多

关键词 纳米氧化钨 第一性原理 模拟计算 电子结构 综述

在线阅读 下载PDF 职称材料

Cantor合金力学性能及其组织稳定性研究进展 被引量：2

10

作者 庞宝林 王曼 席晓丽 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第2期179-183,共5页

Cantor合金是由英国的Cantor教授于2004年首次提出,是指由Co、Cr、Fe、Mn、Ni五种元素按照等原子比或者接近等原子比组成的一种高熵合金。这种合金容易形成单相FCC结构,具有高熵合金独特的四大效应,即热力学上的高熵效应、结构上的晶格... Cantor合金是由英国的Cantor教授于2004年首次提出,是指由Co、Cr、Fe、Mn、Ni五种元素按照等原子比或者接近等原子比组成的一种高熵合金。这种合金容易形成单相FCC结构,具有高熵合金独特的四大效应,即热力学上的高熵效应、结构上的晶格畸变效应、动力学上的迟滞扩散效应以及性能上的"鸡尾酒"效应。基于这四大效应,Cantor合金具有优异的力学性能、耐磨性、耐腐蚀性以及延展性,尤其是在低温下表现出良好的断裂韧性和抗拉强度,有望替代传统合金成为未来最具发展潜力的合金。本文简单介绍了Cantor合金独特的四大效应及其常用的制备方法,对比了不同制备方法的优缺点,详细介绍了最常用的制备Cantor合金的方法——真空电弧熔炼+铜模铸造法;系统总结了Cantor合金在低温和中高温环境下的力学性能。Cantor合金的力学性能随温度的降低而逐渐提高,这是由于低温会降低合金的层错能,有助于变形孪晶的形成,变形机制由位错滑移转变为纳米孪晶。中高温度下Cantor合金的力学性能较差,且室温下该合金屈服强度不足300 MPa。同时,针对Cantor合金在中高温环境下力学性能较差的问题,介绍了目前改善该合金力学性能的常用方法,包括严重塑性变形加工和弥散颗粒的引入,其原理均为通过细化晶粒来提高合金的力学性能。另外,总结了Cantor合金组织稳定性的最新研究进展,当温度低于1073 K时,Cantor合金内部有析出相出现;当温度高于1073 K时,其仍然保持单相FCC晶体结构。最后,在此基础上对Cantor合金的发展方向进行了展望。 展开更多

关键词 Cantor合金 晶体结构 力学性能 组织稳定性

在线阅读 下载PDF 职称材料

高分子辅助金属沉积研究进展

11

作者 赵治 王悦 +2 位作者 田坤卉 单宇鹏 宋晓艳 《中国材料进展》 CAS CSCD 北大核心 2022年第8期589-600,共12页

金属沉积在制备功能材料与器件的过程中扮演了重要角色。传统金属沉积技术在材料兼容性与工作条件要求上存在很大的局限,无法满足现代制造业的需求。高分子辅助金属沉积利用高分子独特的理化性质调控金属沉积,反应条件温和,适用材料体... 金属沉积在制备功能材料与器件的过程中扮演了重要角色。传统金属沉积技术在材料兼容性与工作条件要求上存在很大的局限,无法满足现代制造业的需求。高分子辅助金属沉积利用高分子独特的理化性质调控金属沉积,反应条件温和,适用材料体系广泛,且对产物的组成分布与空间结构都有很好的控制能力。基于这一方法,研究者们制备了多种功能金属结构材料与金属-高分子复合材料,并将其应用于可穿戴柔性设备、能量储存与转化设备、电信号传感器等领域,获得了巨大成果。对上述工作进行了详细的综述,从高分子的物理与化学特性两方面系统阐述了高分子调控金属沉积的机理,并对具有代表性的高分子辅助金属沉积模式与应用进行了举例说明,最后对未来这一领域的发展做出了展望。 展开更多

关键词 金属沉积 高分子 理化性质 表面修饰 导电材料

在线阅读 下载PDF 职称材料

PbS量子点同质P-N结光电探测器

12

作者 许云飞 刘子宁 王鹏 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2022年第10期259-265,共7页

PbS胶体量子点因其带隙可调、可溶液加工、吸收系数高等优异特性而广泛应用于光电探测器领域。然而基于光电二极管结构的PbS量子点光电探测器通常会使用不同的材料来制备N型层,从而增加了器件设计和工艺的复杂性,不利于这类光电探测器... PbS胶体量子点因其带隙可调、可溶液加工、吸收系数高等优异特性而广泛应用于光电探测器领域。然而基于光电二极管结构的PbS量子点光电探测器通常会使用不同的材料来制备N型层,从而增加了器件设计和工艺的复杂性,不利于这类光电探测器未来在面阵成像芯片中的应用。为简化制备工艺,提出了一种PbS量子点同质P-N结光电探测器,仅通过一种工艺过程实现了器件P型层和N型层的制备。经测试,探测器对不同入射光强度的探测表现出了良好的线性响应;在0.5 V反向偏压作用下,器件在700 nm处的响应度为0.11 A/W,比探测率为3.41×10^(11) Jones,展现出了其对弱光探测的优异能力。结果表明文中提出的PbS量子点同质PN结光电探测器有助于推动其在面阵成像领域中的发展。 展开更多

关键词 PbS胶体量子点 同质P-N结 光电探测器 表面钝化

在线阅读 下载PDF 职称材料